Particules fragiles: un conteneur high-tech ultra-refroidi leur permet de survivre à un court trajet en camion sans toucher la matière ordinaire.
Un camion transporte de l’antimatière et fait avancer la physique des particules.
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Des scientifiques ont sorti l’antimatière, parmi les particules les plus rares de l’Univers, du laboratoire pour la faire circuler sur route pour la première fois, lors d’une expérience en camion soigneusement contrôlée qui pourrait transformer la façon dont elle est étudiée.
À l’Antimatter Factory du CERN, près de Genève, des chercheurs ont transporté avec précaution quelque 100 antiprotons par camion, dans un conteneur spécialement conçu, lors d’une expérience de quatre heures destinée à démontrer qu’ils peuvent être déplacés en toute sécurité.
L’antimatière est notoirement fragile. Si les antiprotons entrent en contact avec la matière ordinaire, ne serait-ce qu’une fraction de seconde, ils s’annihilent en libérant de l’énergie.
Pour éviter cela, les antiprotons sont enfermés dans un cube d’environ un mètre de côté, appelé « piège à antiprotons transportable », qui utilise des aimants spéciaux refroidis à -269 degrés Celsius (-452 degrés Fahrenheit) et permet de maintenir les antiprotons en suspension dans le vide, sans qu’ils touchent les parois internes, qui sont faites de... matière.
Ce trajet d’une demi-heure devait vérifier si les particules pouvaient rester confinées en dehors de l’environnement contrôlé du laboratoire.
Pourquoi est-il important de pouvoir déplacer de l’antimatière ?
Alors, pourquoi tant d’agitation autour de l’antimatière ? Elle recèle des réponses à l’un des plus grands mystères de la science : pourquoi l’Univers existe sous sa forme actuelle, explique la physicienne des particules Tara Shears, professeure à l’université de Liverpool, qui ne participe pas au projet.
« L’antimatière est l’un des plus grands mystères que nous ayons en science. Elle est déjà très rare à l’origine, nous n’avons donc pas pu beaucoup l’étudier.
« Mais elle détient les clés pour comprendre, très concrètement, pourquoi l’Univers est tel qu’il est, car le problème pour nous, c’est qu’au moment où l’Univers a commencé son existence, la moitié était faite d’antimatière », explique Shears.
L’expérience constitue une première étape vers le transport d’antiprotons vers des laboratoires spécialisés ailleurs en Europe, comme l’université Heinrich-Heine de Düsseldorf, située à environ huit heures de route dans des conditions normales de circulation, afin d’y effectuer des mesures de grande précision. Mais y parvenir est loin d’être simple.
« Au moment même où ces antiprotons d’antimatière entrent en contact avec la matière ordinaire, ils s’annihilent. Ils disparaissent simplement dans un éclair de lumière », explique le professeur Alan Barr, de l’université d’Oxford.
Selon lui, le principal défi de cette expérience est précisément d’empêcher que cela se produise.
« La technologie emprisonne les antiprotons dans un vide ultra-froid, suspendus par de puissants champs électriques et magnétiques. Elle les empêche littéralement de toucher les parois du conteneur. Ce transport est une preuve de concept : il montre qu’à l’avenir, nous pourrons effectuer ce type de déplacement de manière routinière et étudier l’antimatière en détail », poursuit Barr.
Il ajoute qu’en se poussant à réaliser ce genre de choses extrêmement difficiles, « on est obligé d’inventer des technologies qui finissent par être utilisées ailleurs. Ce n’est pas pour cela que nous faisons cela, mais c’est ce qui se produit comme effet secondaire. »
Quelles avancées cette nouvelle étape pourrait-elle permettre ?
Shears estime que le CERN a entamé un long chemin vers de nouvelles découvertes scientifiques et que l’on est aujourd’hui incapables d’imaginer quels bénéfices cela pourrait apporter à l’humanité à l’avenir.
« Je suis sûre que cela aura des applications dans d’autres domaines. Je ne peux tout simplement pas vous dire lesquelles pour l’instant, parce que nous n’y avons pas encore réfléchi. Mais nous le ferons », assure-t-elle.
L’université Heinrich-Heine est considérée comme un meilleur endroit pour étudier les antiprotons en profondeur, car le CERN, avec l’ensemble de ses autres activités, génère de nombreuses interférences magnétiques qui peuvent fausser l’étude de l’antimatière.
Mais pour qu’ils arrivent jusque-là, ces antiprotons devront éviter de toucher quoi que ce soit en chemin.
Il reste du travail : le piège ne dispose pour l’instant que de quatre heures d’autonomie, alors que le trajet jusqu’à Düsseldorf en demande le double.